FYSIKK-OLYMPIADEN Andre runde: 4/2 2010

Transkript

1 Nosk Fysikklæefoening Nosk Fysisk Selskaps fagguppe fo undevisning FYSIKK-OLYMPIADEN Ande unde: / 010 Skiv øvest: Navn, fødselsdato, e-postadesse og skolens navn Vaighet:3 klokketime Hjelpemidle:abell med fomelsamling, lommeegne Pøven bestå av 3 side og det e 6 oppgave. Lykke til! Oppgave 1 ( poeng) En ballsjonglø kan håndtee to balle pe sekund. Det ta minst 0,5 s å ta imot ballen med én hånd og så kaste den opp med den ande hånden. Hvis han nå skal sjonglee med fem balle, hva bli den minste høyden han må kaste ballene? Oppgave ( poeng) En -banevogn kjøe med faten v oppove mot en bakketopp. Like fø den nå toppen miste den stømmen, men den tille videe. Bakken betakte vi som en del av en vetikal sikel med konstant adius. Vi se bot fa fiksjon. Skisse en gaf som vise faten som funksjon av tiden nå a) vognen stoppe fø toppen og tille tilbake b) vognen tille ove bakketoppen og ned på den ande siden Oppgave 3 ( poeng) Selv om det ikke stemme helt, skal vi i denne oppgaven anta at joda e homogen med pefekt kulefom og med adien 6371 km. På nodpolen stå en mann på en badevekt som ha skala i newton. Badevekta vise 1000 N. yngdeakseleasjonen på nodpolen e g pol 9,83 m/s. Hva vise badevekta desom mannen veie seg a) ved ekvato? b) i Oslo som ligge på 60 nodlig bedde? 1

2 Oppgave ( poeng) Vi vil studee en enkel modell fo et isolasjonsmateiale. o vegge ha aeal A og tempeatuene 1 og med 1 >. Mellom veggene e det vakuum og vi anta at veggene e sote legeme. a) Hvo sto e den utstålte effekten (vamestømmen) fa den vame til den kalde veggen? b) Vi sette nå inn en tynn sot plate mellom de to veggene: Anta at plata e fullstendig isolet fa esten av veden og i temisk likevekt med stålingen fa de to veggene. Finn tempeatuen til plata i dette tilfellet. c) Vi sette inn n plate mellom veggene, hva bli nå vamestømmen? Oppgave 5 ( poeng) o spenningskilde hve med spenning U = 10 V og fie motstande, hve med esistansen R 1,0, e koplet slik som på figuen. Finn stømstyken gjennom spenningskildene.

3 Oppgave 6 ( poeng) En liten kule med massen m e festet i den ene enden av en masseløs fjæ med fjæstivheten k og ubelastet lengde R 0. Den ande enden av fjæa e festet i et punkt S på et hoisontalt glatt undelag slik at fjæa og kula kan otee fitt i hoisontalplanet. Fjæa med kula settes i otasjon om S med f omdeininge pe sekund. Finn kulas baneadius R uttykt ved k, m, R 0 og f. 3

4 FYSIKK-OLYMPIADEN Ande unde: / 010 Løsningsfoslag Oppgave 1 il fem balle tenge sjongløen,5 s. Han tenge 0,5 s til å ta i mot og kaste på nytt. Da bli det s en ball må væe i lufta, - 1 s på vei opp og 1 s på vei ned. Altså bli minste høyde s 1 gt 5 m Oppgave a) Vogna stoppe og tille tilbake b) Vogna tille ove bakketoppen og ned på den ande siden Oppgave 3 a) Mannen e påviket av to kefte, gavitasjonskaften G og kaften fa badevekten K. På nodpolen e disse keftene like stoe. G Massen til mannen e m 101,7 kg g Sentipetalakseleasjonen ved ekvato e Vi buke Newtons. lov: a e j 0,03 m/s G Kekvato m Kekvato G m as 1000 N 101, 7 kg 0, 03 m / s 996,5 N Ved ekvato vil badevekten vise 996,5 N. j b) På 60 nodlig bedde e sentipetalakseleasjonen a e 0,017 m/s. Vektosummen F av gavitasjonskaften G og kaften K fa badevekten e

5 F m a 1,73 N med etning vinkeltett på jodaksen. Vi buke cosinussetningen og få K G F G F K 999,1 N cos 60 I Oslo ville badevekten vise 999,1 N Oppgave a) Vamestømmen e b) Vi kalle tempeatuen til plata. Da ha vi at vamestømmen e og dette gi at tempeatuen må væe. c) Med n plate må likningen ove gjelde fo hve plate. Plata lengst til venste få tempeatuen og vamestømmen bli. Oppgave 5 Av symmetigunne må de to hjønene til venste som e koplet til samme pol på spenningskildene ha samme potensial. Av samme gunn må de to hjønene til høye også ha samme potensial. All støm gå følgelig gjennom de to motstandene øvest og nedest på figuen. Vi få da: 0 V,0 I 10 A I Oppgave 6 Sentipetalkaften settes lik fjækaften, og vi få: mv R k( R R0 ) og v Rf R som gi kr0 R k mf 5